| Задание: |
Механизм
газораспределения. Турбокомпрессор. Очиститель
воздуха. Редуктор привода насосов, привода ТНВД, газораспределительного
механизма
Механизм
газораспределения дизеля тепловоза включает в себя
следующие особенности:
1. Клапаны,
открывшись, должны возвращаться в исходное положение. Для быстрого и плотного
закрытия клапанов на их стержни надевают пружины.
2. На
стержни клапанов ставят по две пружины: наружную большего диаметра и внутреннюю
меньшего диаметра. Эти пружины должны преодолеть силы инерции и обеспечить
неразрывность связи кулачка с клапаном.
3. В
цилиндровой крышке дизелей Д49 и Д70 размещено по четыре клапана: два впускных
и два выпускных.
4. Когда
клапан закрыт, между его колпачком и бойком рычага, перемещающего клапан,
должен оставаться небольшой зазор. Его величина на холодном дизеле должна
находиться в пределах 0,4–0,5 мм.
5. В
дизелях 11Д45, Д49 и др. необходимую величину зазора в зависимости от
температуры деталей привода автоматически поддерживает особое устройство —
гидротолкатель.
Турбокомпрессор тепловоза: назначение и конструкция
Турбокомпрессор – это устройство,
предназначенное для нагнетания сжатого воздуха в дизель тепловоза с целью
повышения его мощности и эффективности.
Основными элементами конструкции
являются компрессор и газовая турбина, смонтированные на общем валу.
Турбокомпрессор работает на основе
отработавших газов, направляемых из цилиндров силового агрегата по выхлопным
коллекторам.
Газы подаются в сопловый аппарат
турбины, где расширяются, ускоряются. После этого поток поступает на лопатки
турбины, придавая вращение ротору.
За счет этого вращения воздух
всасывается, после чего фильтруется и подается в компрессор для нагнетания в
дизель, но перед попаданием в цилиндры проходит стадию охлаждения.
Турбокомпрессор тепловоза может быть
одно- и двухступенчатым, второй тип используется в двухтактных моторах, так как
при запуске двигателя и на холостом ходу объема выхлопных газов недостаточно
для функционирования нагнетателя. Ротор вспомогательного устройства двухступенчатого
турбокомпрессора связан с коленчатым валом для обеспечения двигателя
необходимым количеством сжатого воздуха в любых режимах работы.
Обслуживание и распространенные
неисправности турбокомпрессоров дизелей. Повышение ресурса подшипников
Работоспособность турбокомпрессоров
проверяется в ходе технических обслуживаний тепловозов, начиная с ТО-2
(технический осмотр).
Устройства проверяются на наличие
посторонних шумов при работе, контролируют осевое перемещение ротора.
На этапах текущего ремонта замеряют
зазоры в подшипниковых узлах, проверяют плавность вращения ротора, очищают
элементы от загрязнений и нагара, меняют масло и масляные фильтры, заменяют
детали, износ которых превышает допустимые параметры.
Среди
наиболее частых неисправностей турбокомпрессоров тепловозов встречаются
образование нагара на рабочих поверхностях, износ подшипников скольжения,
лопаток турбинных установок, появление трещин на деталях компрессора,
ослабление уплотнений.
Под воздействием высокой температуры
при недостатке масла на деталях турбокомпрессора может образовываться нагар.
Его необходимо убирать с помощью керосина или другой специальной жидкости,
после чего детали следует продуть сжатым воздухом и осмотреть. Это
осуществляется на этапах обслуживания и ремонта.
Так как подшипники скольжения
турбокомпрессоров работают при высоких скоростях перемещения и больших
нагрузках, они могут преждевременно изнашиваться.
Для снижения трения и износа
радиальных и радиально-упорных подшипников скольжения турбокомпрессоров
тепловозов на них наносятся антифрикционные покрытия.
Высокую эффективность показывает
покрытие MODENGY 1066 на
основе дисульфида молибдена и графита, которое обладает повышенными несущей
способностью и износостойкостью, низким коэффициентом трения и длительным
сроком службы.
Оно обеспечивает эффективную сухую
смазку, не выдавливается из места нанесения при больших нагрузках и контактных
давлениях, не требует частого обновления.
Благодаря применению покрытий
обеспечивается длительная работоспособность высоконагруженных деталей,
снижаются затраты на техническое обслуживание и ремонт оборудования.
При наличии повреждений любого
участка ротора или связанных с ним деталей после их устранения ротор
обязательно подвергается балансировке.
При обнаружении трещин и других
серьезных повреждений на лопатках турбин осуществляется их обязательная замена.
Мелкие царапины и забоины небольшой глубины устраняют полировкой.
Плановое обслуживание, текущий и
капитальный этапы ремонта позволяют обеспечить длительную безаварийную работу
турбокомпрессоров тепловозов при условии их качественного и своевременного
выполнения, гарантируя эффективный наддув и поддержание высокой мощности
силовых агрегатов локомотивов.
ВОЗДУХООЧИСТИТЕЛИ ДИЗЕЛЯ ТЕПЛОВОЗА
Что было бы, если бы в цилиндры дизеля засасывался атмосферный воздух в том
виде, в каком он существует в природе? Возьмем самый благоприятный случай.
Пусть тепловоз мчится в ясную погоду по самому лучшему железнодорожному полотну
с балластным слоем из щебня. В этом случае
запыленность воздуха на уровне воздухозаборных отверстий дизеля, конечно,
меньше, чем при движении по рельсовому пути с песчаным балластом. И все же
каждый кубометр воздуха в среднем содержит от 0,0025 до
0,01 г пыли. На первый взгляд это ничтожно мало. Но если учесть, что
потребность в воздухе дизеля 10Д 100 мощностью 2200 кВт (3000 л. с.) достигает
400 м3/мин, или 24 000 м3/ч, то за 1 ч в цилиндры дизеля сможет попасть 0,01X24
000=240 г, а за 4 ч около килограмма пыли. А ведь тепловозу нередко (например,
на Среднеазиатской дороге) приходится работать и во время песчаных бурь, когда
в воздухе содержится до 0,4 г/м3 пыли. В этих условиях за 4 ч дизель на полной
мощности засосет 0,4Х Х24 000X4 = 38 400 г, или 38,4 кг, пыли, т. е. 38 кг
твердых минеральных частиц различной формы и размеров.
Легко представить себе, как исцарапают эти частицы зеркало втулки, поверхности
колец и других трущихся деталей. Вот почему на всех дизелях устанавливают
специальные очистители (фильтры), очищающие воздух от пыли, прежде чем он
попадет в цилиндры.
Как устроены и на чем основано действие современных воздухоочистителей? На
тепловозах применяются воздушные фильтры разных типов.
Воздух, засасываемый снаружи (рис. 126), поступает в одну из четырех кассет,
представляющих собой набор различных проволочных сеток. Сетки задерживают пыль,
но недостаточно эффективно. А что если смочить их маслом? В этом случае
сцепление частиц пыли с проволокой сеток увеличивается. Чтобы кассеты постоянно
смазывались свежим маслом и периодически очищались, их размещают на колесе,
нижнюю часть которого погружают в ванну, наполненную маслом. Соединив ось
колеса с двигателем, заставляют колесо медленно вращаться. В результате пыль,
задержанная соответствующей кассетой, смывается маслом и оседает на дно ванны.
Очищенная же от пыли, увлажненная свежим маслом кассета поднимается вверх.
Таким образом, масло непрерывно очищает и смачивает кассеты. Такого типа
воздухоочиститель получил название фильтра непрерывного действия (ФНД).
Дополнительная очистка воздуха и улавливание капель масла осуществляются в
неподвижных сетках, установленных, как это видно на рис. 126, за колесом с подвижными
кассетами: воздух проходит две ступени очистки и только после этого поступает в
турбокомпрессор.
Смачивать кассеты маслом можно не только окуная их в масляную ванну, как это
описано выше, но и путем разбрызгивания масла. В этом случае запыленный воздух
(рис. 127) через жалюзи проходит по узкому наклонному каналу и над поверхностью
масла, находящегося в ванне, делает резкий (на 90°) поворот. От этого крупные
твердые частицы пыли по инерции продолжают двигаться в том же направлении и
оседают в масляной ванне. Это первая ступень очистки. Мелкие частицы уносятся с
небольшим количеством масла к очистительным сеткам, установленным А-образно.
Ударяясь о сетки, оно разбивается на мелкие брызги, смачивает сетки и затем
стекает в ванну. Мелкие частицы оседают на этих сетках. Так завершается очистка
запыленного воздуха во второй ступени.
Во время пыльных бурь, что случается в южных районах страны, доступ наружного
воздуха в первую ступень воздухоочистителей прекращается.
Машинист закрывает жалюзи воздухоочистителей. При этом более чистый воздух
забирается из кузова через специальные окна. Воздух очищается только во второй
ступени фильтра. Забор воздуха из кузова
тепловоза производится и в зимних условиях при очень низких наружных
температурах, снежных метелях.
В результате предотвращается попадание снега в воздушные фильтры. Кроме того,
из кузова в дизель поступает подогретый воздух, что благоприятно сказывается на
протекании рабочего процесса дизеля, особенно на холостом ходу. Чтобы повысить
эффективность фильтрации, на тепловозах 2ТЭ10Л в качестве кассетных фильтров
второй ступени применили набивку из пенопласта. Такие фильтры успешно прошли
опытную эксплуатацию на Среднеазиатской дороге.
Рис. 126. Схема воздухоочистителя
тепловоза 2ТЭ10В
РЕДУКТОРЫ ПРИВОДА
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ СИЛОВЫХ МЕХАНИЗМОВ ТЕПЛОВОЗА 2ТЭ10Л
Назначение и устройство. Редукторы тепловоза 2ТЭ10Л значительно отличаются
от редукторов тепловоза ТЭ3, что вызвано изменением компоновки вспомогательных
силовых механизмов, другими скоростями вращения валов приводов и увеличением
передаваемой мощности. В распределительных редукторах (рис. 203, 204) привод к
вентиляторам тяговых электродвигателей осуществлен через гидродинамические
муфты. Их необходимость определяется увеличением напряженного состояния в
лопатках колес вентиляторов из-за роста потребляемой мощности на охлаждение
электродвигателей при номинальном режиме с 17,8 кВт у тепловоза ТЭЗ до 22 кВт у
2ТЭ10Л.
На тепловозе 2ТЭ10Л для привода вентилятора холодильника применена
гидродинамическая муфта переменного наполнения, которая с угловым редуктором
заключена в один корпус и в сочетании с элементами автоматики обеспечивает
плавное изменение частоты вращения вала главного вентилятора от 80 до 1 160
об/мин (в зависимости от режима работы тепловоза) и защищает вентиляторное
колесо и привод к нему от динамических воздействий дизеля.
Кроме перечисленных отличий в приводах вспомогательных механизмов, осуществлен
привод масляного насоса высокого давления для центробежного фильтра дизеля от
заднего распределительного редуктора.
Передний распределительный редуктор (см. рис. 203) служит для привода
вспомогательных механизмов тепловоза, расположенных со стороны кабины
машиниста: компрессора, двухмашинного агрегата и вентилятора охлаждения тяговых
электродвигателей передней тележки.
Задний распределительный редуктор (см. рис. 204) предназначен для привода
вспомогательных механизмов, находящихся со стороны холодильной камеры:
редуктора привода синхронного подвозбудителя, гидромуфты привода вентилятора
холодильника, масляного насоса высокого давления для центробежного фильтра
дизеля и вентилятора охлаждения тяговых электродвигателей задней тележки.
Оба редуктора имеют почти одинаковое устройство и много взаимозаменяемых
деталей.
Задний редуктор (рис. 205) состоит из чугунного картера 7, в расточки которого
установлены узлы валов: ведущего 83, нижнего 72, гидромуфты 41 и привода
вентилятора тяговых электродвигателей 18. Мощность от дизель-генераторной
установки передается через ведущий вал и шестерню 52 с числом зубьев 90 к двум
валам — нижнему через шестерню 71 с числом зубьев 31 и насосному валу
гидромуфты через шестерню 42 с числом зубьев 38. От насосного вала мощность
передается через гидромуфту 33 и турбинный вал 29 к масляному насосу высокого
давления (центробежного фильтра дизеля) 49 и от турбинного вала через
конические шестерни 46 я 2 с числом зубьев 25 и 23 к валу 18 привода вентилятора
тяговых электродвигателей.
При работе дизеля на номинальных оборотах (850 об/мин коленчатого вала), а
вентилятора холодильника — на полной мощности через ведущий вал заднего
редуктора передается мощность 155 кВт, которая распределяется: на нижний вал —
127 кВт (при частоте вращения его 2465 об/мин) и на вал гидромуфты — 28 кВт,
идущих для привода масляного насоса высокого давления и вентилятора тяговых
электродвигателей, потребляющего мощность 22 кВт при 2050+100 об/мин его вала.
Кинематическая схема переднего редуктора (рис. 206) отличается от схемы заднего
установкой конической шестерни 20 с числом зубьев 25 для изменения направления
вращения вала 6 вентилятора на противоположное и числом зубьев (42 вместо 31)
шестерни 7 нижнего вала. При номинальной частоте вращения коленчатого вала
дизеля через ведущий вал переднего редуктора передается мощность 96 кВт, из
которых 44 кВт отбирается для привода компрессора. Остальная мощность
распределяется на нижний вал для привода двухмашинного агрегата, потребляющего
мощность 27 кВт при 1820 об/мин, и на вал гидромуфты для привода вентилятора
тяговых электродвигателей, потребляющего мощность 22 кВт при 2050±15°о0 об/мин,
вентиляторного колеса.
Редукторы оборудованы лопастными насосами 59 (см. рис. 205) для откачки смазки
из картеров, фильтрами 70 отбора смазки, трубопроводом смазки 25, рым-болтами
5, сапунами 51 для сообщения внутренней полости редукторов с атмосферой и
сливными пробками 73. Редукторы имеют люки с крышами 50 для осмотра внутренней
часки и кожуха 34 с крышами для осмотра гидромуфт.
Рис 205 Задний распределительный
редуктор
|